編者：進(jìn)入冬季，北方的電動車主對暖風(fēng)條件下續(xù)航里程劇烈下降抱怨甚多。有沒有解決辦法？我們特地請?zhí)丶s作者羅新雨撰文介紹熱泵技術(shù)在汽車制熱上的應(yīng)用效果，供車企參考。

　　冬天到了，對于北半球大多數(shù)國家的用車人來說，上車開暖風(fēng)是個天經(jīng)地義的需求。但對電動車車主來說，他們往往不能那么大方，因為制熱給電動車帶來的續(xù)航里程消耗太大了。那有沒有一種方法從根本上解決這個問題，讓制熱不再那么耗電呢？有！它就是熱泵技術(shù)，一個比汽車整個歷史還要長的古老技術(shù)在電動汽車上煥發(fā)了新的生機。

　　何為熱泵技術(shù)？

　　熱泵，顧名思義就是把“熱”從一個地方“泵”到另一個地方的工具。其實它是既可以用在制熱上又可以用在制冷上的，只不過循環(huán)方向一正一反。所以，如果你知道空調(diào)、冰箱是如何制冷的，你就應(yīng)該理解熱泵是如何制熱的。

　　那我們來具體看看它的基本原理。

　　Figure 1 熱泵循環(huán)示意圖，來自wikipedia

　　圖一是一個熱泵循環(huán)示意圖，很自然的，我們能猜到紅色表示熱，藍(lán)色表示冷。液體(一般是R134a制冷劑，和車用空調(diào)一樣)隨著箭頭的方向循環(huán)往復(fù)流動。在1的位置液體很熱，逐漸釋放熱量，這個地方叫冷凝器(condenser)，放到車內(nèi)制熱時也就是車內(nèi)的吹風(fēng)口位置。流到2時經(jīng)過了一個膨脹閥(Orifice tube)，或毛細(xì)管，甚至一個渦輪機，讓液體的溫度繼續(xù)下降。流至3時經(jīng)過的部件是蒸發(fā)器(evaporator)，液體在冷的環(huán)境中吸熱(“散冷”)，在給車內(nèi)制熱的案例中這個部分是和車外空氣接觸的熱交換器，此處有一定的升溫，最后通過4，壓縮機(compressor)，液體被壓縮后進(jìn)一步升溫，進(jìn)入下一循環(huán)的1繼續(xù)散熱。

　　所以，整個循環(huán)唯一需要人提供的能量輸入就是壓縮機的能量。考慮到電動車的能源結(jié)構(gòu)，這里采用電力壓縮機而不是皮帶帶動的壓縮機，因為電機不像內(nèi)燃機，沒有怠速運轉(zhuǎn)。而傳遞給車內(nèi)的熱量并不只是來自壓縮機的能量，而是壓縮機的能量和過程3中吸收的外界空氣熱量之和。因此，這個循環(huán)輕而易舉地實現(xiàn)了“一本萬利”，即達(dá)到超過100%的制熱效率。

　　為了更生動地了解該系統(tǒng)在車內(nèi)的安排，我們來看一幅雷諾官方給出的Zoe電動車的熱泵原理圖。

　　Figure 2 雷諾Zoe熱泵原理圖，來自mein-elektroauto.com

　　由上圖可見，該系統(tǒng)既可以在夏天制冷，又可以在冬天制熱。通過10和11處的電力閥門控制兩個回路之間的切換，因此并不需要增加任何硬件設(shè)備，對已有電動車來說很方便改造升級。